1、金蕎麥(Fagopyrum dibotrys(D．Don)Hara)，為蓼科(Polygonaceae)蕎麥屬(Fagopyrum)多年生草本植物，其根莖具有清熱解毒、消腫止痛、治療肺癌等功效。由于過(guò)度盲目采挖以及生態(tài)環(huán)境污染等，野生金蕎麥資源遭到毀滅性破壞，1999年列入《國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄(第一批)》中。進(jìn)行優(yōu)良品種選育，創(chuàng)造新的種質(zhì)資源成為金蕎麥資源可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。輻射處理具有較高的突變頻率，誘發(fā)植物的體細(xì)胞發(fā)生變異，經(jīng)無(wú)

2、性繁殖遺傳給后代，后代性狀穩(wěn)定快，育種周期縮短，成為獲得新種質(zhì)資源的有效途徑之一。 本研究首次對(duì)北京地區(qū)引種的江蘇產(chǎn)地金蕎麥(綠莖)的根莖進(jìn)行60Co-γ射線(xiàn)輻射，輻射劑量分別為0、5、10、15、20和30Gy，劑量率2．005Gy/min。在M2代輻射劑量分別為5、10、15和20Gy的處理中，獲得紅莖突變株，并在本生長(zhǎng)季進(jìn)行扦插繁殖。從中選擇生長(zhǎng)健壯的綠莖和紅莖植株，對(duì)不同發(fā)育時(shí)期(苗期、生長(zhǎng)期和開(kāi)花期)的農(nóng)藝性狀、光合特

3、性、生理指標(biāo)變化及有效成分含量差異等方面進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，研究輻射處理對(duì)金蕎麥生長(zhǎng)發(fā)育的影響，并利用AFLP分子標(biāo)記進(jìn)行植株的遺傳多態(tài)性分析。研究結(jié)果概括如下： 1.農(nóng)藝性狀分析輻射效應(yīng)對(duì)不同類(lèi)型金蕎麥的生物學(xué)效應(yīng)具有很大差異，綠莖植株的開(kāi)花期較對(duì)照提前，且單株根莖干重提高；紅莖植株的開(kāi)花期則相對(duì)滯后且單株根莖干重降低。輻射除對(duì)兩類(lèi)金蕎麥(綠莖、紅莖)的株高具有明顯抑制作用外，各時(shí)期的一級(jí)分枝數(shù)、主莖節(jié)數(shù)、葉柄長(zhǎng)和葉面積等性狀影響差

4、異不顯著。 2.光合特性研究綠莖植株不同發(fā)育時(shí)期的葉綠素a、葉綠素b及總?cè)~綠素含量均高于對(duì)照，紅莖植株各時(shí)期的葉綠素含量隨輻射劑量增強(qiáng)而逐漸減少；兩類(lèi)會(huì)蕎麥的類(lèi)胡蘿卜素含量分別與各自的葉綠素含量變化趨勢(shì)相反。輻射對(duì)綠莖植株的葉綠素a/b無(wú)明顯影響，紅莖植株的葉綠素a/b增加。 兩類(lèi)金蕎麥的凈光合速率Pn氣孔導(dǎo)度Gs和水分利用效率WUE隨輻射劑量增強(qiáng)而逐漸降低，蒸騰速率Tr值則逐漸升高。胞間CO2濃度Ci隨輻射劑量增強(qiáng)而逐

5、漸降低。這表明輻射處理對(duì)金蕎麥光合作用的限制主要是由氣孔限制因素引起的。 兩類(lèi)金蕎麥苗期和生長(zhǎng)期的初始熒光Fα、原初光能轉(zhuǎn)換效率Fν/Fm、光化學(xué)量子效率φPS lI、電子傳遞速率ETR和光化學(xué)猝滅系數(shù)qP逐漸降低，而開(kāi)花期呈升高趨勢(shì)。各時(shí)期非光化學(xué)猝滅系數(shù)NPQ顯著提高，通過(guò)熱耗散作用保護(hù)光合機(jī)構(gòu)。 同一輻射劑量?jī)?nèi)，綠莖植株各時(shí)期的葉綠素含量均高于紅莖植株，類(lèi)胡蘿卜素僅開(kāi)花期較高。綠莖植株苗期和生長(zhǎng)期的Pn、Fo、Fv

6、/Fm和qP均高于紅莖植株，開(kāi)花期各參數(shù)值較低。NPQ在各時(shí)期均表現(xiàn)為紅莖植株較高于綠莖植株。 3.生理指標(biāo)測(cè)定細(xì)胞膜透性、過(guò)氧化物酶活性和類(lèi)黃酮含量等是衡量植物在輻射脅迫條件下抗性強(qiáng)弱的重要生理指標(biāo)。輻射處理導(dǎo)致金蕎麥的質(zhì)膜透性加大，膜脂質(zhì)過(guò)氧化，MDA含量增加。SOD、CAT、APX、GR酶活性和類(lèi)黃酮含量均顯著高于對(duì)照，保護(hù)膜系統(tǒng)減少活性氧危害。除SOD、POD、CAT和花青素含量在個(gè)別時(shí)期隨輻射劑量增強(qiáng)而逐漸降低外，其它

7、指標(biāo)均隨輻射劑量增強(qiáng)而逐漸升高。 同一輻射劑量?jī)?nèi)，SOD、類(lèi)黃酮、質(zhì)膜透性各時(shí)期均表現(xiàn)綠莖植株較高，GR變化趨勢(shì)相反；POD、APX酶活性苗期和生長(zhǎng)期時(shí)綠莖植株較高，CAT變化趨勢(shì)相反。MDA、花青素含量表現(xiàn)苗期和開(kāi)花期綠莖植株較高，生長(zhǎng)期各指標(biāo)含量降低。 4 有效成分含量研究輻射處理對(duì)金蕎麥的有效成分含量具有顯著影響，綠莖植株除15Gy與對(duì)照無(wú)差異外，其它處理與對(duì)照之間的(-)-表兒茶素含量均達(dá)到極顯著差異(p<0.0

8、1)。紅莖植株除5Gy外，其它處理的(-)-表兒茶素含量與對(duì)照均達(dá)到極顯著差異(p<0.01)。本試驗(yàn)中，作為研究對(duì)象的輻射處理植株的(-)-表兒茶素含量均高于對(duì)照，其中紅莖植株15Gy的(-)-表兒茶素含量最高達(dá)到0.1027％，綠莖植株20Gy的(-)-表兒茶素含量最高為0.0841％。這表明利用輻射處理對(duì)金蕎麥進(jìn)行(-)-表兒茶素含量的改良是可行的。 5 AFLP分子鑒定利用AFLP技術(shù)能在早期從分子水平上對(duì)金蕎麥輻射后代

9、進(jìn)行鑒定和選擇，提高育種效率。8對(duì)引物組合共擴(kuò)增出944條清晰可辨的帶，其中700條為多態(tài)性帶，平均多態(tài)性位點(diǎn)為73.99％。用UPGMA法進(jìn)行聚類(lèi)分析，相似系數(shù)在0.74～0.87之間。輻射后金蕎麥植株的基因組變異程度與輻射劑量成正相關(guān)，即隨輻射劑量增強(qiáng)，植株的變異程度逐漸增加。 總之，會(huì)蕎麥通過(guò)降低光合色素含量、提高抗氧化酶活性及生理物質(zhì)含量等方式調(diào)節(jié)并適應(yīng)輻射處理的傷害。輻射處理不僅提高金蕎麥的有效成分含量，還能增加種質(zhì)的